航天航空资料合集（面向设计与仿真）

技术邻公告

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1.资料目录

学习顺序如下：Engage -> Educate -> Explore

1	用数字化双胞胎迎接航空航天工业的未来	Engage	文章+案例合辑（PDF）
2	未来飞机创新：重新思考下一代飞机工程	Educate	白皮书（PDF）
3	飞机结构分析：如何实施飞机结构全局仿真过程	Educate	白皮书（PDF）
4	借助集成式安全开发方法加快电动垂直起降耐撞性设计	Explore	网络会议回放（视频）
5	通过CFD和设计优化改进Eclipse公务机的空气动力特性	Explore	网络会议回放（视频）
6	不要让热量管理问题限制飞机系统性能和安全性	Explore	网络会议回放（视频）

2.适用人群

l 商用和军用飞机OEM、Tier 1 & 2供应商，商用和军用旋翼机OEM、Tier 1 & 2供应商，无人机集成商
l 工程副总裁，首席技术官，研发副总裁，飞行物理主管，系统集成/性能主管，热管理主管，集成与验证主管，结构主管
点击链接领取：http://jishulink.mikecrm.com/JKJCE0c

3.资料介绍

用数字化双胞胎迎接航空航天工业的未来

航空航天企业必须转向下一代工程模式：数字化双胞胎，将实体环境与数字环境融合为一，才能在激烈的环境中保持竞争力。

敬请阅读下方文章，注册并下载航空航天案例合集。

你应该没亲身经历过五十年前世界上第一架超音速客机首飞带来的精彩时刻，但在不远的将来，你还有机会去体验搭乘纯动力飞机的旅程。

这绝不是黄粱美梦，事实上，随着新技术的不断涌入，纯电动、混合动力、超音速私人飞机等新型航空器的发展势头超出想象。当然，更多的机遇代表着更大的挑战：愈加紧张的交付期，更加严苛的节能减排监管，以及更高的舒适度和可靠性的要求。可以说，面对新技术飞速变化并且应用场景日趋复杂，当今的航空界以及航天界必须加快创新能力，并解决与制造供应链中的协同等挑战，才能满足日益增长的各方需求。

这样，问题就来了，航空航天工程究竟要如何改变才能应对这些挑战？

航空以及航天工程都是庞大且长周期的大工程，涉及到多学科、多部门、多阶段（研发、制造、实验、认证）的协同，更是需要经历设计方案迭代、制造、试验、认证的复杂过程。而另一方面，加速创新又是航空航天企业赢得市场的首要推动力，并且往往要面对在实验室中都难以实现的条件下，设计并创造产品。这些都促使企业必须实现数字化转型，转向通过数字化支撑来提高设计、生产和运营效率，更快地交付复杂度和性能不断提升的新产品。换言之，航空航天企业必须转向下一代工程模式：数字化双胞胎，将实体环境与数字环境融合为一，才能在激烈的环境中保持竞争力。

数字化双胞胎，是物理实体的数字映射系统，能够反映相对应的实体装备的全生命周期过程，并根据产品的行为和变化而不断演化。对于航空航天工程，数字化双胞胎方法有助于更精确地设计和制造，允许工程师根据实时的系统反馈来评估性能和运行状况，并最终使产品变得智能且自动化。近年来，数字化双胞胎技术已经成为航空航天业发展的必要手段。

对于如何创建完整数字化双胞胎，西门子深谙其道。

众多航空航天企业利用Siemens Digital Industries Software工具和解决方案为其产品及性能构建了数字化双胞胎，对缩短项目周期、提升性能和降低成本起到了重要作用。这其中主要包括但不仅限于：面向机电液多学科设计的NX，多学科仿真分析试验解决方案Simcenter的软件产品组合（从工程设计角度而言，Simcenter应有尽有，譬如Simcenter Testlab、Simcenter Amesim、Simcenter 3D、Simcenter Nastran、Femap、Simcenter STAR-CCM+、HEEDS等等），以及支撑产品全生命周期业务协同的产品数据管理平台解决方案Teamcenter等等。

这里仅对诸多成功案例进行管中窥豹式的速览，从结构、空气动力学、系统性能、热管理到验证和认证管理的角度，来看数字化双胞胎技术是如何打破创新壁垒，加快航空产品开发过程的。

· 结构强度性能工程：吉凯恩航宇福克起落架公司应用 Simcenter Amesim和Simcenter 3D Motion设计了安全可靠的起落架，并使流程节省了30%的时间。上海航空器适航审定中心（SAACC）通过使用Simcenter成功确立了C919起落架系统的刚柔多体动力学仿真模型，帮助认证专家改进分析确认和适航审定效率。

· 空气动力性能工程：皮拉图斯 PC-24团队，得益于Simcenter工具的支持，成功创建了业内第一个精确的数字化双胞胎，实现了并行开发，使新开发的 PC-24 在历史最短时间内飞上蓝天。

· 系统性能工程：空客直升机使用 Simcenter Amesim和Simcenter工程设计对液压、燃料和电气子系统，实现了实时仿真，大幅减少了设计时间、原型成本和测试时间。西门子电动飞机项目团队则通过Simcenter产品组合，构建了数字双胞胎和物理测试，快速实现了电动飞机的开发。

· 集成测试验证和认证：通过Simcenter产品组合中的行业标准测试方案，西门子电动飞机团队的Extra 330LE项目，成功完成了集成测试和认证，同时缩短了测试数据的观察时间，加快了实验数据分析。

· 热管理：空客A320 neo飞机利用Simcenter STAR-CCM+联合HEEDS，实现了在远离地面 30,000 英尺的外部高空环境下，提供舒适的内舱气候，并利用寻优设计过程，在两周内就完成了更好的ECS设计，减少了90%的周转时间。

以上诸多成功经验，无一不是建立在数字化双胞胎的基础上，对CAE和PLM的深度应用，这些企业也都将数字化双胞胎技术视为取得项目成功的关键要素和核心竞争力。

未来飞机创新：重新思考下一代飞机工程

受到二氧化碳减排需求的推动，电气化已经成为飞机制造行业的主要发展趋势。未来飞机设计（例如电力推进型飞机和氢动力飞机）需要创新型技术和流程。

本白皮书列举了航空工程面临的种种挑战，并详细阐述了如何采用基于模型的系统工程 (MBSE) 方法帮助飞机制造企业和供应商实现未来飞机的创新设计。

了解如何部署全面的数字化双胞胎以实现性能工程，通过真实情况仿真推动行为验证和确认，消除不同学科之间的相互孤立现象以高效应对设计难题。

理解电气化如何转变新一代飞机开发过程

此白皮书将阐述如何应对与电气化有关的技术工程难题，而这些难题反过来也会影响开发过程。本白皮书涵盖了一些具体示例，用于解释基于模型的系统工程方法如何引领创新飞机热能管理和电气系统集成过程。此方法使用全面的数字化双胞胎，可避免不同工程学科之间的相互孤立现象。

如何重新思考飞机性能工程过程

新一代飞机的关键性能工程充满挑战。从开发早期阶段开始，就有大量重要利益相关者参与最终设计。如果这些利益相关者像在孤岛上一样进行静态、基于文档的沟通，那么没人能够对集成式动态系统性能形成清晰的观点。

简而言之，动态、基于模型的系统工程的可扩展、协同式工具能够助力模拟、优化和测试未来飞机的物理行为。观看此短片，挖掘数字化双胞胎在集成式和动态式性能工程中的巨大潜力。

制造商在近期和未来的飞机设计中实施基于模型的系统工程：空客直升机案例

了解制造商如何实施此项技术。在此案例研究中，空客直升机公司的史蒂芬·阿梅利奥 (Stéphane Amerio) 和弗兰克·尼古拉斯 (Franck Nicolas) 将阐述他们如何使用基于模型的系统工程方法加快现代化直升机的燃料系统设计周期。阅读成功案例。

阅读详情：电动飞机推进技术如何影响设计过程

依赖飞机设计的电动推进技术扩展设计空间。工程师们想象在机身上分布几个电机这样的创新概念。许多概念正是利用这种多样性来提供短距起落或垂直起落（STOL 或 VTOL）功能。阅读此博客文章 How new electric aircraft propulsion systems impact the design processes（新型电动飞机推进系统如何影响设计过程）。本文列举了一些具体示例，阐述如何通过创新设计应对工程难题。

探索更多 Simcenter 解决方案在当前和新一代飞机性能工程方面的应用

如今的空气动力学、结构和系统选择决定了未来的飞机性能，关系到未来10至40年飞机项目的成败。集成数字化策略可加快飞机项目，降低以更快速度实现更优质设计的工程风险，从而避免在设计周期后期阶段出现代价高昂的问题。

Simcenter 为飞机性能工程提供大量集成式解决方案以助力全面数字化双胞胎的形成。

飞机结构分析：如何实施飞机结构全局仿真过程

端到端的飞机结构开发流程使飞机结构设计过程更加高效

飞机制造项目往往大量延误，造成高达 50% 的成本超支。这些延误不仅造成数百万美元的资金消耗，还造成数十亿美元的违约金。飞机 60% 的一次性费用花费在飞机结构开发方面，任何结构开发流程的改进都会带来重大影响。

通过使用飞机结构工程和分析的端到端过程，在整个产品生命周期充分利用仿真功能，制造商已经能够及时、以可预测的性能提供创新产品。此过程使得制造商能够

l 缩短模型准备时间

l 减少设计-分析迭代

l 评估不同学科之间的取舍

l 简化及时交付并提高设计质量。

借助集成式安全开发方法加快电动垂直起降耐撞性设计